计算细观生物力学—从细胞到组织

【作者】 杨庆生； 刘赵淼； 王亲猛； 叶红玲； 赵勇； 石国生；

【机构】 北京工业大学机电学院； 中国中医研究院骨伤科研究所； 河北经贸大学数学与统计学院；

【摘要】 <正>生物组织是由细胞组成的,生物组织的性能(力学性能和生物性能)取决于细胞的性能和它们的组成方式。细胞主要有水、无机盐、生物小分子和生物大分子组成。细胞所具有的复杂的化学成分和内部结构,形成了一个非常复杂的非均匀介质,以致我们很难应用物理和力学的方法研究它的性能。因此在过去研究中,人们一直重视生物化学的研究,而物理和力学的研究相对落后。但是,人们已经认识到,物理因素,例如作用于细胞膜上的力、细胞黏附材料的刚度等是生物功能的决定因素。在生物组织的形态与病变方面,力学刺激与化学刺激一样重要。细胞的物理环境可协同于甚至超过蛋白质或其他细胞配体的信号,去改变细胞的形态、生长率和转录程序。但是目前对于细胞的力转换机理尚不明确。更多还原